■陳怡平 張行勇 

　　秦嶺是中國南北氣候分界線、南水北調(diào)中線工程和關(guān)中城市群重要水源涵養(yǎng)地，也是中國地理自然標(biāo)識。秦嶺是全球34個生物多樣性最為豐富區(qū)域之一，是“世界生物基因庫”，也是中國的“天然中藥庫”。近年來秦嶺生態(tài)環(huán)境保護備受社會關(guān)注，尤其是2018年以來，陜西全省上下深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于秦嶺生態(tài)環(huán)境保護重要指示批示精神，積極統(tǒng)籌推進秦嶺區(qū)域山水林田湖草生態(tài)系統(tǒng)治理，“五亂問題”得到有效遏制，生態(tài)環(huán)境明顯向好。

　　為了持續(xù)深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于秦嶺生態(tài)環(huán)境保護重要指示批示精神，陜西省2019年7月15日召開了秦嶺生態(tài)環(huán)境保護大會，并決定以后每年7月15日定期召開秦嶺生態(tài)保護大會。與此同時，陜西省人民代表大會修定了《關(guān)于全面加強秦嶺生態(tài)環(huán)境保護工作的決定》，省政府制定了《秦嶺生態(tài)環(huán)境保護行動方案》，陜西省政協(xié)積極圍繞秦嶺生態(tài)文明建設(shè)開展調(diào)研，召開專題議政會議，為秦嶺生態(tài)環(huán)境保護建真言、獻良策，陜西省發(fā)展和改革委員會也正在積極制定《陜西省秦嶺生態(tài)環(huán)境保護總體規(guī)劃》。至此，“四梁八柱”的秦嶺生態(tài)文明保護框架基本形成。但是，秦嶺生態(tài)環(huán)境保護絕非畢其功于一役之事，而是一項必須長期堅持的系統(tǒng)工程。目前秦嶺生態(tài)環(huán)境保護進入了“高質(zhì)量保護階段”，需要硬核技術(shù)支撐與引領(lǐng)。

　　一、智能硬核哨兵技術(shù)系統(tǒng)研發(fā)與示范 

　　5G是“第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)”的簡稱。它是通過各種類型的傳感感知設(shè)備接收數(shù)據(jù)，再通過無線網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)把感知數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)存儲中心，最后運用大數(shù)據(jù)，通過人工智能算法模型應(yīng)用處理的技術(shù)體系。因此，通過5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，前瞻部署“智能硬核哨兵技術(shù)系統(tǒng)”是未來生態(tài)文明建設(shè)的必由之路。

　　結(jié)合多年來生態(tài)環(huán)境研究結(jié)果與秦嶺保護的現(xiàn)實需求，天和集團技術(shù)研發(fā)團隊經(jīng)過多次研討，根據(jù)生態(tài)保護的實際需求研發(fā)成功“智能哨兵系統(tǒng)”。該系統(tǒng)可應(yīng)用于秦嶺各個山墚、溝谷、峪口智能環(huán)境監(jiān)測。“智能哨兵系統(tǒng)”是將不同功能的傳感器安裝在一個鐵塔上，通過前端傳感設(shè)備對數(shù)據(jù)進行實時采集，結(jié)合項目實際需求，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，對感知數(shù)據(jù)進行實時計算與分析，對圖像信息進行數(shù)據(jù)挖掘，同時結(jié)合業(yè)務(wù)規(guī)則信息，快速發(fā)現(xiàn)傳感設(shè)備監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的違法占地、違法建筑等行為，以及對地質(zhì)災(zāi)害、森林防火等突發(fā)事件及時預(yù)警，宛若一個哨兵一樣對區(qū)域內(nèi)的一草一木及進入者進行監(jiān)測并及時做預(yù)警警報處理。

　　目前，智能哨兵系統(tǒng)已在海南省澄邁縣首次小規(guī)模示范應(yīng)用。系統(tǒng)前端感知網(wǎng)絡(luò)部署260個監(jiān)測站點，以及可見光、紅外、激光等421臺智能化光學(xué)探測設(shè)備，覆蓋澄邁全縣11個行政鎮(zhèn)、8個省屬國有農(nóng)場等1200平方公里縣域面積，基本實現(xiàn)澄邁縣全域光學(xué)信息采集，為地方政府智能化綜合治理、全方位科學(xué)管控提供了可靠技術(shù)支撐。

　　二、 秦嶺減災(zāi)防火需要“硬核”技術(shù)預(yù)警 

　　目前秦嶺生態(tài)環(huán)境保護涉及多個部門，如林業(yè)部門負(fù)責(zé)植被與野生動植物保護，水利部門負(fù)責(zé)水資源保護，國土部門負(fù)責(zé)土地保護與審批等，文化和旅游部門負(fù)責(zé)旅游資源規(guī)劃與開發(fā)等。陜西省也在積極構(gòu)建秦嶺生態(tài)文明建設(shè)的長效監(jiān)管體系與機制，提出了“兩圖疊加，兩防結(jié)合，四級聯(lián)動，一個平臺，共享共用”的思路，擬將秦嶺5.9萬平方公里劃分為2410個網(wǎng)格，配備網(wǎng)格管理人員6752人。這一思路為秦嶺防災(zāi)減災(zāi)奠定了基本格局。但是，在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，人工智能技術(shù)替代手工勞動是歷史的必然。

　　保護好秦嶺功在當(dāng)代，利在千秋。秦嶺面積大，地形復(fù)雜，植被覆蓋高，保護任務(wù)艱巨。據(jù)了解，2020年3月份，僅陜西省商洛市森林公安機關(guān)就出動警力694人次、宣傳執(zhí)法車輛234臺次，巡查重點區(qū)域130處，消除森林火災(zāi)隱患41處，查處野外違規(guī)用火案件17起。而陜西省森林資源管理局轄區(qū)有6個林業(yè)局，擔(dān)負(fù)著東起寧陜縣，西至勉縣，地跨4市9縣44.4萬公頃秦嶺重點國有林區(qū)的森林防火任務(wù)，苦于應(yīng)對一年四季的森林火災(zāi)撲救、林區(qū)有害生物防治、重大野生動物疫情防控及林區(qū)其它重大自然災(zāi)害預(yù)防和搶救等災(zāi)情處置。如果采用類似5G“智能哨兵系統(tǒng)”這樣的硬核技術(shù)進行實施監(jiān)測，輔以常規(guī)無人機巡視，就可對秦嶺地區(qū)5.9萬平方公里地質(zhì)災(zāi)害、火災(zāi)等及時預(yù)警，全面提升秦嶺管理水平。

　　三、秦嶺生態(tài)環(huán)境保護需要“硬核”技術(shù)支撐 

　　秦嶺是我國多條重要河流的發(fā)源地，是國家南水北調(diào)的主要水源涵養(yǎng)地。秦嶺水資源量約為222億立方米，其中秦嶺南坡水資源量約182億立方米，每年可向北京、天津等地供水120~140億立方米，是南水北調(diào)中線工程的重要水源涵養(yǎng)區(qū)。秦嶺北坡水資源儲量約40億立方米，約占關(guān)中地表水資源儲量的51%，是西安重要水源供給地。例如，位于秦嶺腹地的黑河金盆水庫面積約為1481平方公里，平均每年向西安供水約3.8億立方米，占西安居民飲用水水源的76%左右。黑河水源地面積大、縱深長，流域內(nèi)共有支流37條。為了確保這一民生工程安全，有38名專職工作人員負(fù)責(zé)巡查水源地的安全。雖然近些年先后配備無人采樣監(jiān)測船、建有水質(zhì)自動在線監(jiān)測和遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控等系統(tǒng)，但還是難以真正實現(xiàn)對水源地全時段、全天候、全流域的預(yù)警監(jiān)測。

　　向科技創(chuàng)新要辦法，以“硬核”技術(shù)引領(lǐng)秦嶺生態(tài)文明建設(shè)是未來發(fā)展的必由之路。在秦嶺重要水源地與涵養(yǎng)區(qū)實施全覆蓋“智能硬核哨兵技術(shù)系統(tǒng)”建設(shè)，實時監(jiān)測區(qū)域內(nèi)人活動的潛在影響（如pH值、主要污染物）、水質(zhì)參數(shù)等變化，為飲水安全提供硬核保障。

　　另外，秦嶺生物多樣性保護依然任重而道遠(yuǎn)，研究與保護秦嶺生物多樣性急需新技術(shù)支持。秦嶺是中國大熊貓分布緯度最高的區(qū)域，目前秦嶺大熊貓數(shù)量不足350只。羚牛與金絲猴等動物是與大熊貓同域分布的物種。目前秦嶺羚牛約有4000～5000只，主要分布于太白、佛坪、周至、洋縣、寧陜、柞水和鎮(zhèn)安等海拔1200～3500 米之間的落葉闊葉林、針闊葉混交林、亞高山針葉林及灌叢草甸中，以采食喬木和灌木的嫩枝葉為主，采食植物多達161 種。目前秦嶺羚牛種群密度過大，又缺乏天敵，種間競爭激烈，夏季過度啃食消耗高山草甸，不利于生態(tài)系統(tǒng)多樣性維護與草地恢復(fù)。由于科學(xué)研究技術(shù)手段相對落后，制約了秦嶺生物多樣性研究進展。目前對于秦嶺大熊貓、羚牛、金絲猴等野生動物種群數(shù)量大小閾值、其生活習(xí)性、繁殖特征等并不十分清楚。未來可通過可視化視頻監(jiān)控系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、云計算等硬核技術(shù)支撐，開展數(shù)字生態(tài)學(xué)研究，精準(zhǔn)掌握秦嶺野生動物繁殖、生態(tài)習(xí)性、采食行為、種群數(shù)量大小與其生境的和諧度，為科學(xué)保護提供科技支撐，同時也為“一帶一路”沿線國家生態(tài)保護提供示范與借鑒。

　　四、秦嶺區(qū)域鄉(xiāng)村振興需要“硬核”技術(shù)引領(lǐng) 

　　黨的十九大提出實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，是從全局和戰(zhàn)略高度來把握和處理工農(nóng)關(guān)系、城鄉(xiāng)關(guān)系，解決“一條腿長、一條腿短”的不平衡問題。其實施效果在一定程度上決定著我國現(xiàn)代化的成敗。

　　“綠水青山就是金山銀山” “保護生態(tài)就是發(fā)展生產(chǎn)力”。秦嶺區(qū)域6市38縣（區(qū)）為秦嶺的綠水青山做出了巨大貢獻。但是，秦巴山區(qū)是集中連片的貧困區(qū)之一。精準(zhǔn)脫貧后，如何實現(xiàn)秦嶺地區(qū)鄉(xiāng)村振興，如何實現(xiàn)秦嶺山區(qū)的產(chǎn)業(yè)興旺是鄉(xiāng)村振興的核心問題，這不僅關(guān)系著秦嶺地區(qū)社會協(xié)調(diào)發(fā)展問題，而且關(guān)系到西安市及關(guān)中平原永續(xù)發(fā)展、南水北調(diào)中線工程水資源涵養(yǎng)問題。秦嶺鄉(xiāng)村面臨與全國所有農(nóng)村一樣的問題，資金、管理、技術(shù)、人才等是制約鄉(xiāng)村振興的關(guān)鍵因素。秦嶺也有與其他山區(qū)同樣的問題，區(qū)域內(nèi)居民居住分散、交通、信息閉塞等，致使基層組織和行政治理方面比平原地區(qū)更加困難、成本更高。

　　4G改變了生活，5G將改變社會。目前，我國三大電信運營商已公布了2020年的投資計劃，全面推進5G業(yè)務(wù)。擁有近10億用戶的中國移動將建成30萬個5G基站。順勢而為，在秦嶺實施5G物聯(lián)的數(shù)字秦嶺保護工程，可有效解決區(qū)域內(nèi)居民居住分散、交通、信息閉塞帶來的短板，推動資金、管理、技術(shù)、人才等要素更多配置到農(nóng)村，帶動鄉(xiāng)村旅游、農(nóng)產(chǎn)品線上交易，通過直播、錄播等多種形式推動農(nóng)技傳播、農(nóng)業(yè)知識科普。即使是偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)民，也能通過手機接受農(nóng)業(yè)專家指導(dǎo)，推動科技成果入鄉(xiāng)轉(zhuǎn)化。同時，也可通過App服務(wù)平臺和微信公眾號及抖音短視頻等，暢通農(nóng)林牧等特色產(chǎn)品的銷售渠道，提供數(shù)字物流服務(wù)平臺，為鄉(xiāng)村發(fā)展強筋健骨、輸血造血。此外，還可以通過5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)把黨和政府的惠民利民政策在第一時間傳達到千家萬戶，把廣大村民緊密地聯(lián)系在黨和政府的周圍，打通社會治理和農(nóng)技推廣應(yīng)用的“最后一公里”。

（作者分別系陜西省人口資源環(huán)境委員會副主任、中科院地球環(huán)境所研究員，中國科學(xué)報社高級記者）